DE102019217263A1 - Method for determining a quality of geographic data - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Qualität von geografischen Daten, umfassend die Schritte:Empfangen (S10) der geografischen Daten (10), die ein Modell eines Straßenabschnitts abbilden, und von Referenzdaten (20), die eine genaue Referenz des Straßenabschnitts abbilden;Bestimmen (S20) einer Datenpunktewolke (11) aus den geografischen Daten (10) und Bestimmen einer Referenzpunktewolke (21) aus den Referenzdaten (20);Zuordnen (S30) jeweils eines Datenpunkts (D) der Datenpunktewolke (11) zu jeweils einem Referenzpunkt (R) der Referenzpunktewolke (21) unter Durchführung eines iterative closest point Algorithmus, ICP Algorithmus, wobei der ICP Algorithmus iterativ einen Datenpunkt (D) abhängig von mindestens einer Randbedingung zuordnet, wobei die Randbedingung eine Distanz des Datenpunkts (D) zu einem Referenzpunkt (R) umfasst;Bestimmen (S40) einer Objektzuordnung (ZO) abhängig von den zugeordneten Datenpunkten (D) und Referenzpunkten (R), wobei die Objektzuordnung (ZO) eine Zuordnung eines rekonstruierten Modells (12) des Straßenabschnitts mit einer rekonstruierten Referenz (22) des Straßenabschnitts darstellt;Bestimmen (S50) einer Qualität der geografischen Daten (10) abhängig von der Objektzuordnung (ZO).The invention relates to a method for determining a quality of geographic data, comprising the steps of: receiving (S10) the geographic data (10) which depict a model of a road section and reference data (20) which depict an exact reference of the road section; Determining (S20) a data point cloud (11) from the geographical data (10) and determining a reference point cloud (21) from the reference data (20); assigning (S30) a respective data point (D) of the data point cloud (11) to a respective reference point ( R) the reference point cloud (21) while performing an iterative closest point algorithm, ICP algorithm, the ICP algorithm iteratively assigning a data point (D) depending on at least one boundary condition, the boundary condition being a distance between the data point (D) and a reference point (R ) comprises; determining (S40) an object assignment (ZO) as a function of the assigned data points (D) and reference points (R), the object assignment ( ZO) represents an assignment of a reconstructed model (12) of the road section with a reconstructed reference (22) of the road section; determining (S50) a quality of the geographical data (10) as a function of the object assignment (ZO).
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bestimmen einer Qualität von geografischen Daten, eine Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens, ein Computerprogramm und ein computerlesbares Speichermedium.The invention relates to a method for determining a quality of geographical data, a device for carrying out the method, a computer program and a computer-readable storage medium.
Die Datenqualität von Straßenmodellen wird üblicherweise basierend auf der ISO19157:2013 Norm bestimmt. Hierbei werden Messwerte, also geografische Daten, die ein Modell eines Straßenabschnitts abbilden, mit Referenzdaten gemäß vorgegeben Formeln verglichen.The data quality of road models is usually determined based on the ISO19157: 2013 standard. In this case, measured values, that is to say geographical data that depict a model of a road section, are compared with reference data according to specified formulas.
Beim Vergleichen der geografischen Daten mit den Referenzdaten ist in der zitierten Norm jedoch nicht festgelegt, welche Teile der geografischen Daten genau mit welchen Teilen der Referenzdaten verglichen werden sollen. Hierbei kann es beispielsweise sein, dass eine Information der geografischen Daten mit einer Information der Referenzdaten verglichen wird, die semantisch gar nicht dasselbe Objekt abbilden. Somit kann es bei der Bestimmung einer Qualität der geografischen Daten im Hinblick auf die Referenzdaten zu falschen Annahmen kommen, die das Ergebnis verfälschen.When comparing the geographical data with the reference data, however, the cited standard does not specify which parts of the geographical data are exactly to be compared with which parts of the reference data. It can be the case here, for example, that information in the geographical data is compared with information in the reference data which semantically does not even map the same object. Thus, when determining the quality of the geographical data with regard to the reference data, incorrect assumptions can be made, which falsify the result.
Somit ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Bestimmen einer Qualität von geografischen Daten.It is therefore the object of the present invention to provide an improved method for determining a quality of geographical data.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiter bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patenansprüche.The object is achieved by the subject matter of the independent claims. Further preferred embodiments are the subject of the dependent claims.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Bestimmen einer Qualität von geografischen Daten folgende Schritte.According to one aspect of the invention, a method for determining a quality of geographical data comprises the following steps.
In einem ersten Schritt werden die geografischen Daten empfangen, die ein Modell eines Straßenabschnitts abbilden, und Referenzdaten empfangen, die eine genaue Referenz des Straßenabschnitts abbilden. In einem zweiten Schritt wird eine Datenpunktewolke aus den geografischen Daten bestimmt und eine Referenzpunktewolke aus den Referenzdaten bestimmt. In einem dritten Schritt wird jeweils ein Datenpunkt der Datenpunktewolke zu jeweils einem Referenzpunkt der Referenzpunktewolke unter Durchführung eines iterative closest point Algorithmus, ICP Algorithmus, zugeordnet, wobei der ICP Algorithmus iterativ einen Datenpunkt einem Referenzpunkt abhängig von mindestens einer Randbedingung zuordnet, wobei die Randbedingung eine Distanz des Datenpunkts zu einem Referenzpunkt umfasst. In einem vierten Schritt wird eine Objektzuordnung abhängig von den zugeordneten Datenpunkten und Referenzpunkten bestimmt, wobei die Objektzuordnung eine Zuordnung eines rekonstruierten Modells des Straßenabschnitts mit einer rekonstruierten Referenz des Straßenabschnitts darstellt. In einem fünften Schritt wird eine Qualität der geografischen Daten abhängig von der Objektzuordnung bestimmt.In a first step, the geographical data are received, which depict a model of a road section, and reference data are received, which depict an exact reference of the road section. In a second step, a data point cloud is determined from the geographical data and a reference point cloud is determined from the reference data. In a third step, a data point of the data point cloud is assigned to a respective reference point of the reference point cloud using an iterative closest point algorithm, ICP algorithm, the ICP algorithm iteratively assigning a data point to a reference point depending on at least one boundary condition, the boundary condition being a distance of the data point to a reference point. In a fourth step, an object assignment is determined as a function of the assigned data points and reference points, the object assignment representing an assignment of a reconstructed model of the road section with a reconstructed reference of the road section. In a fifth step, a quality of the geographical data is determined depending on the object assignment.
Die Qualität der geografischen Daten umfasst vorzugsweise eine Genauigkeit der geografischen Daten im Hinblick auf die Referenzdaten.The quality of the geographical data preferably includes an accuracy of the geographical data with regard to the reference data.
Vorzugsweise umfasst das Zuordnen der Datenpunkte zu den Referenzpunkten ein Annähern der Datenpunktwolke zu der Referenzwolke.The assignment of the data points to the reference points preferably comprises an approximation of the data point cloud to the reference cloud.
Vorzugsweise stellt die Distanz des Datenpunkts zu einem Referenzpunkt eine Randbedingung dar, die vorzugsweise um weitere Randbedingungen erweitert werden kann. Weiter vorzugsweise wirkt die Randbedingung bei der Zuordnung eines Datenpunktes zu einem Referenzpunkt als Filter.The distance between the data point and a reference point preferably represents a boundary condition that can preferably be expanded to include additional boundary conditions. The boundary condition also preferably acts as a filter when a data point is assigned to a reference point.
Somit ist ein verbessertes Verfahren zum Bestimmen einer Qualität von geografischen Daten bereitgestellt.Thus, an improved method for determining a quality of geographic data is provided.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die mindestens eine Randbedingung eine Objektklasse des Datenpunkts und des Referenzpunkts. In a preferred embodiment, the at least one boundary condition comprises an object class of the data point and the reference point.
Vorzugsweise umfasst jeder Datenpunkt der Datenpunktwolke semantische Informationen, wie beispielsweise die Objektklasse. Beispiele einer Objektklasse umfassen ein Verkehrsschild, eine Straßenmarkierung und/oder eine Spurart.Each data point in the data point cloud preferably comprises semantic information, such as the object class. Examples of an object class include a traffic sign, a road marking and / or a lane type.
Auf diese Weise wird beim Zuordnen eines Datenpunkts zu einem Referenzpunkt nicht nur auf den Abstand geachtet, sondern auch weitere semantische Informationen beachtet. Vorzugsweise wird ein Datenpunkt nicht dem am nächsten liegendsten Referenzpunkt zugeordnet, wenn sich die Objektklasse des Datenpunkts und des Referenzpunkts unterscheiden. In anderen Worten wird ein Datenpunkt der Objektklasse Verkehrsschild nicht einem Referenzpunkt der Objektklasse Straßenmarkierung zugeordnet.In this way, when assigning a data point to a reference point, attention is not only paid to the distance, but other semantic information is also taken into account. A data point is preferably not assigned to the closest reference point if the object class of the data point and the reference point differ. In other words, a data point of the traffic sign object class is not assigned to a reference point of the road marking object class.
Insbesondere wenn einem Datenpunkt mehrere Referenzpunkte zugeordnet werden können werden zusätzliche semantische Informationen wie die Objektklasse mit in die Zuordnungsentscheidung einbezogen.In particular if several reference points can be assigned to a data point, additional semantic information such as the object class is included in the assignment decision.
Somit ist ein verbessertes Verfahren zum Bestimmen einer Qualität von geografischen Daten bereitgestellt.Thus, an improved method for determining a quality of geographic data is provided.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die mindestens eine Randbedingung einem Objekttypen und/oder einem Objektsubtypen des Datenpunkts und des Referenzpunkts.In a preferred embodiment, the at least one boundary condition comprises one Object types and / or an object sub-type of the data point and the reference point.
Vorzugsweise umfasst eine Objektklasse mindestens einen Objekttyp. Beispielsweise umfasst ein Objekttyp der Objektklasse Verkehrsschild die Objekttypen Warnschild und/oder Geschwindigkeitsschild. Beispielsweise umfasst ein Objekttyp der Objektklasse Straßenmarkierung die Objekttypen durchgezogen und/oder unterbrochen. Beispielsweise umfasst ein Objekttyp der Objektklasse Spurart die Objekttypen normal und/oder Seitenstreifen.An object class preferably comprises at least one object type. For example, an object type of the traffic sign object class includes the warning sign and / or speed sign object types. For example, an object type of the road marking object class includes the object types continuous and / or interrupted. For example, an object type of the lane type object class includes the normal and / or hard shoulder object types.
Weiter vorzugsweise umfasst ein Objekttyp wiederum Objektsubtypen. Beispielsweise umfasst ein Objektsubtyp des Objekttyps Warnschild die Objektsubtypen Baustelle und/oder linke Kurve. Beispielsweise umfasst ein Objektsubtyp des Objekttyps Geschwindigkeitsschild die Objektsubtypen 50 km/h und/oder 80 km/h. Beispielsweise umfasst ein Objektsubtyp des Objekttyps durchgezogen die Objektsubtypen weiße Farbe und/oder gelbe Farbe. Beispielsweise umfasst ein Objektsubtyp des Objekttyps unterbrochen die Objektsubtypen weiße Farbe und/oder gelbe Farbe.Further preferably, an object type in turn comprises object sub-types. For example, an object subtype of the warning sign object type includes the construction site and / or left curve object subtypes. For example, an object sub-type of the object type speed sign includes the object sub-types 50 km / h and / or 80 km / h. For example, an object subtype of the object type comprises the object subtypes white color and / or yellow color in solid lines. For example, an object subtype of the object type includes the object subtypes white color and / or yellow color interrupted.
Auf diese Weise kann jedem Datenpunkt eine semantische Information zugeordnet werden.In this way, semantic information can be assigned to each data point.
Somit ist ein verbessertes Verfahren zum Bestimmen einer Qualität von geografischen Daten bereitgestellt.Thus, an improved method for determining a quality of geographic data is provided.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Objektklasse, der Objekttyp und/oder der Objektsubtyp ein Konfidenzlevel, wobei der ICP Algorithmus die Zuordnung abhängig von dem jeweiligen Konfidenzlevel bestimmt.In a preferred embodiment, the object class, the object type and / or the object sub-type comprises a confidence level, the ICP algorithm determining the assignment as a function of the respective confidence level.
Beispielsweise wird eine Konfidenz bestimmt, ob ein Verkehrsschild überhaupt existent ist. Wenn solch eine Konfidenz gering ist, wird der entsprechende Datenpunkt vorzugsweise ignoriert.For example, a confidence is determined as to whether a traffic sign even exists. If such a confidence is low, the corresponding data point is preferably ignored.
Somit ist ein verbessertes Verfahren zum Bestimmen einer Qualität von geografischen Daten bereitgestellt.Thus, an improved method for determining a quality of geographic data is provided.
In einer bevorzugten Ausführungsform bilden die Datenpunkte die geografischen Daten mit einer vorher festgelegten Datenauflösung ab und die Referenzpunkte bilden die Referenzdaten mit einer vorher festgelegten Referenzauflösung ab, wobei die Datenauflösung der Referenzauflösung entspricht.In a preferred embodiment, the data points map the geographical data with a previously specified data resolution and the reference points map the reference data with a previously specified reference resolution, the data resolution corresponding to the reference resolution.
Vorzugsweise ist die Datenauflösung und die Referenzauflösung auf 10cm festgelegt.The data resolution and the reference resolution are preferably set at 10 cm.
Grundsätzlich sind die Datenauflösung und die Referenzauflösung frei wählbar. Je höher die Auflösung, desto genauer kann die Qualität der geografischen Daten bestimmt werden.In principle, the data resolution and the reference resolution can be freely selected. The higher the resolution, the more precisely the quality of the geographic data can be determined.
Somit ist ein verbessertes Verfahren zum Bestimmen einer Qualität von geografischen Daten bereitgestellt.Thus, an improved method for determining a quality of geographic data is provided.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird beim Zuordnen ein Datenpunkt der Datenpunktewolke jeweils lediglich mit einem Referenzpunkt der Referenzpunktewolke gleichzeitig verglichen.In a preferred embodiment, when assigning a data point of the data point cloud is compared with only one reference point of the reference point cloud at the same time.
Somit ist ein verbessertes Verfahren zum Bestimmen einer Qualität von geografischen Daten bereitgestellt.Thus, an improved method for determining a quality of geographic data is provided.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird der ICP Algorithmus durch ein Abbruchkriterium abgebrochen, wobei das Abbruchkriterium eine vorbestimmte Anzahl an Iterationen, einen minimalen Abstand eines Datenpunkts zu einem Referenzpunkt und/oder dass sich ein gemittelter Abstand der einander zugeordneten Datenpunkte und Referenzpunkte nur geringfügig, beispielsweise unter 10mm, geändert hat, umfasst.In a preferred embodiment, the ICP algorithm is terminated by a termination criterion, the termination criterion being a predetermined number of iterations, a minimum distance between a data point and a reference point and / or that an averaged distance between the data points and reference points assigned to one another is only slightly different, for example less than 10mm , has changed, includes.
Beispielsweise ist ein minimaler Abstand 1cm. Weiter beispielsweise umfasst das Abbruchkriterium 50 Iterationen.For example, a minimum distance is 1 cm. The termination criterion also includes 50 iterations, for example.
Somit ist ein verbessertes Verfahren zum Bestimmen einer Qualität von geografischen Daten bereitgestellt.Thus, an improved method for determining a quality of geographic data is provided.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Qualität von geografischen Daten eingerichtet, das Verfahren, wie es hier beschrieben ist, auszuführen.According to one aspect of the invention, a device for determining a quality of geographical data is set up to carry out the method as described here.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein Computerprogramm vorgesehen, das, wenn es auf einem Prozessor ausgeführt wird, den Prozessor anleitet, die Schritte des Verfahrens, wie es hier beschrieben ist, auszuführen.According to one aspect of the invention, a computer program is provided which, when executed on a processor, instructs the processor to carry out the steps of the method as described here.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein computerlesbares Speichermedium vorgesehen, auf dem ein Computerprogramm, wie es hier beschrieben ist, gespeichert ist.According to one aspect of the invention, a computer-readable storage medium is provided on which a computer program as described here is stored.
Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Die beiliegenden Zeichnungen veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Konzepten der Erfindung.The accompanying drawings are intended to provide a further understanding of the embodiments of the invention. The accompanying drawings illustrate embodiments and, in conjunction with the description, serve to explain concepts of the invention.
Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die dargestellten Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.Other embodiments and many of the advantages mentioned emerge with a view to the drawings. The elements of the Drawings are not necessarily shown to scale with respect to one another.
Es zeigen:
-
1 : eine Datenpunktwolke aus geografischen Daten und eine Referenzpunktwolke aus Referenzdaten; -
2 : teilweise zu Referenzpunkten zugeordnete Datenpunkte; -
3 : vollständig zu Referenzpunkten zugeordnete Datenpunkte; -
4 : ein rekonstruiertes Modell des Straßenabschnitts; und -
5 : schematisch ein Verfahren zum Bestimmen einer Qualität von geografischen Daten.
-
1 : a data point cloud of geographic data and a reference point cloud of reference data; -
2 : data points partially assigned to reference points; -
3rd : data points fully assigned to reference points; -
4th : a reconstructed model of the road section; and -
5 : schematically a method for determining a quality of geographic data.
Zum Bestimmen der Qualität der geografischen Daten
Deshalb werden die geografischen Daten
Wie in
In
Wie in
Basierend auf den Objektzuordnungen ZO kann nun wie gewohnt eine Qualität der geografischen Daten
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